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動物行為學平台

動物行為學平台

靈賦k8凯发国际生物擁有大小鼠行為學平台 ,提供充分的動物實驗空間 ,專業行為學實驗設備及記錄分析系統 ,可提供新物體識別 、Y迷宮 、曠場 、強迫游泳 、高架十字迷宮等全套測試設備 。平台有專業博士指導 ,歡迎廣大客戶致電諮詢 。

1. 情緒行為可提供服務包括 :

(1)大小鼠曠場實驗;

(2)大小鼠十字迷宮實驗;

(3)大小鼠O迷宮實驗;

(4)大小鼠強迫游泳/懸尾實驗;

(5)大小鼠明暗箱實驗;
2.進行基於空間的學習記憶功能測試 ,可提供服務包括 :

(1)大小鼠Morris水迷宮實驗;

(2)大小鼠Y迷宮實驗(自發交替行為);

(3)大小鼠T迷宮實驗(自發交替行為);
3. 進行基於非空間的學習記憶功能測試 ,可提供服務包括 :

(2)大小鼠物體識別實驗;

(6)大小鼠三箱/自由社交實驗 。
4.神經精神藥理類實驗 ,可提供服務包括 :(1)大小鼠腦立體定位注射實驗;

小鼠行為學實驗

小鼠行為學實驗

小鼠行為學實驗是研究人類發病機制 、評價疾病模型造模效果和新藥效果的一種重要實驗手段 ,在生命科學 、醫學 、藥學等領域中被廣泛應用 。小鼠行為學實驗可以科學客觀地評價其溝通 、社交 、學習和探索能力等 。

行為學實驗均採用同窩對照原則 ,將實驗組和對照組小鼠每組取 10 只左右進行實驗 ,小鼠的飼養條件為 :4-5隻同性別小鼠飼養於底部墊鋸末碎屑的透明塑料箱 ,自由飲水和餵食 ,飼養室恆溫(25±0.5℃) 、恆濕(50-60%) 、環境安靜 、通風 、自動光照循環系統按照12h白天-12h黑夜循環光照模式進行 。

在行為學實驗前由實驗人員對小鼠進行為期一周的撫摸 ,每天5min ,並且在測試前30-60 min將小鼠帶入測試室 ,讓其適應實驗環境 ,避免搬運過程和新環境給小鼠帶來焦慮情緒 ,實驗室應當保持安靜 ,禁止在同一實驗室內處死動物或對動物進行採血 。

曠場實驗(Open Field Test ,OFT)

曠場實驗(Open Field Test ,OFT)

小鼠在新異環境中對新奇事物充滿好奇 ,會出現探索行為 ,但也有畏懼空曠場地的天性 ,從而出現趨避行為 。曠場實驗就是利用小鼠的天性 ,對其緊張度和探索性行為進行判斷 ,系統評估小鼠的探索能力 、基本運動能力以及焦慮行為 。

每個曠場試驗箱的尺寸為40cm*40cm*35cm ,需將小鼠提前30-60min放置在實驗區域附近 。實驗時把小鼠輕放在箱子中央 ,讓小鼠在實驗箱內自由探索30min ,用視頻軟件錄製小鼠30min內的運動軌跡 ,並用視頻分析軟件進一步分析小鼠在30min內運動的總距離 、在中心位置停留的時間及前5min內運動的總距離和在中心位置停留的時間 。在實驗前後均用75%酒精充分擦拭實驗裝置 ,避免氣味對實驗結果造成影響 。如果小鼠更傾向於在曠場試驗箱中間運動 ,解讀為抗焦慮行為 ,反之則為焦慮行為 。

埋珠實驗(Marble Burying Test)

埋珠實驗(Marble Burying Test)

埋珠實驗是檢測小鼠是否出現刻板行為的主要手段 ,首先準備乾燥清潔的40cm*30*22cm的飼養盒 ,底部鋪5cm厚的墊料 ,把準備好的20顆標準玻璃珠(直徑14mm-15mm)按4列5行均等擺放在墊料上 ,把小鼠輕放至盒子的同一個角 ,測試30min ,如果玻璃珠超過三分之二的部分被墊料覆蓋 ,則認為該玻璃珠被小鼠掩埋 。記錄測試小鼠掩埋的玻璃珠數量 ,數量越多 ,說明小鼠越刻板 。

Y迷宮實驗(Y-maze Test)

Y迷宮實驗(Y-maze Test)

Y迷宮實驗模型用來研究小鼠的空間識別記憶能力 ,這種迷宮利用了小鼠對新異環境天然探究的自然習性 ,不需要動物學習任何規則來趨利避害 ,能夠有效地反映出動物對新異環境的識別記憶能力 ,本實驗採用磨砂非透明有機塑料 ,按「Y」的形狀製作 ,分為A ,B ,C三個臂(長35cm ,寬10cm ,高20cm) ,三個臂之間的夾角均為120° 。實驗開始時 ,把小鼠按同一方向放置在三個臂的交界處 ,任其在裝置內穿梭 ,記錄5min內小鼠進入各臂的順序 ,小鼠進入各臂三分之二及以上處記為成功進入該臂 ,否則不算進入 。為了消除動物之間的氣味 ,保證實驗儀器的環境衛生 ,在實驗前後均使用75% 酒精進行擦拭 ,待酒精揮發乾淨再進行下一輪實驗 ,味道和殘留的酒精均會影響實驗動物的行為結果 。實驗結束後分析進入各臂的順序 ,按「ABC」 「ACB」 「BCA」「BAC」「CAB」「CBA」出現的形式記為正確轉換 。正確轉換率=(正確轉換次數/總轉換次數)*100% ,正確轉換率越高 ,說明小鼠空間識別記憶能力越強 。

高架十字迷宮實驗(Elevated-plus maze Test ,EPM)

高架十字迷宮實驗(Elevated-plus maze Test ,EPM)

高架十字迷宮通常由兩段開臂和兩段閉臂構成 ,距離地面51cm ,底部有一塊正方形底座 ,十字迷宮各臂長66cm ,寬5.0cm ,閉臂臂高15cm 。小鼠由於嗜暗性會傾向於在閉臂中活動 ,但出於好奇心和探究性又會在開臂中活動 ,在面對新奇刺激時 ,動物同時產生探究的衝動與恐懼 ,這就造成了探究與迴避的衝突行為 ,從而產生焦慮心理 。高架十字迷宮實驗是一個簡單 、快速評價小鼠是否焦慮的一種方法 ,因而廣泛應用於抗焦慮藥物的研究與開發 。

儀器上方裝有視頻錄像 ,在實驗開始前將小鼠放入實驗房間適應1h ,然後把小鼠輕放在十字迷宮的開臂與閉臂交接處的中心位置 ,測試開始前小鼠頭朝向開臂 ,釋放小鼠的同時點擊視頻採集 ,一共錄製5min視頻 ,觀察者距離迷宮中心至少1m ,記錄小鼠進入開臂和閉臂的次數和在兩臂滯留時間(進出臂標準應嚴格界定 ,以四肢全部入臂或兩隻前爪出臂為準) ,用SPSS軟件進行數據分析 。計算小鼠進入開臂次數和在開臂滯留時間分別佔總次數(進入開臂和閉臂次數總和)和總時間(在開臂與閉臂滯留時間總和)的百分比 ,以此評價動物是否焦慮 ,通常這兩個指標呈高度相關 ,抗焦慮行為表現為小鼠進入開壁次數的百分比和在開壁停留時間百分比均增加 ,焦慮行為則相反 。

糖水偏好實驗(Sucrose preference test ,SPT)

糖水偏好實驗(Sucrose preference test ,SPT)

糖水偏好實驗的原理在於嚙齒類動物天生對甜食有強烈的欲望 ,當給它們提供可自由選擇的分別含有蔗糖溶液和普通水的兩個飲水裝置時 ,它們會選擇喝蔗糖溶液 。當嚙齒類動物處於抑鬱狀態時 ,它們不會傾向性去喝蔗糖溶液 。因此檢測動物對蔗糖溶液的偏好程度可作為評估動物快感缺失症狀及抑鬱程度的有用手段 。

糖水偏好實驗適應階段:(每個籠的兩個瓶子的位置應12h更換一次 ,以避免放置偏好) ,一個瓶子裝有糖水(1%(wt/vol)) ,一個瓶子裝有常規水 ,適應48h ,正常給鼠糧 。

剝奪階段 :剝奪所有食物和水持續24h 。

偏好測試 :準備新鮮的蔗糖溶液(1%(wt/vol)) , 將水瓶裝滿蔗糖溶液或普通水 ,稱量重量 。將新鮮蔗糖溶液(1%(wt/vol))和普通水放入鼠籠 ,以便隨時飲用 。12h後 ,將所有的瓶子從鼠籠中取出 ,重新稱重並記錄 ,這期間動物斷食 。

數據分析 :按絕對量計算液體攝入量(分別計算蔗糖溶液和水攝入量) 。用以下公式計算 :糖水偏好指數=(蔗糖攝入量/總攝入量)*100% 。總攝入量是蔗糖溶液攝入量和常規水分攝入量的總和 。快感缺乏被定義為在偏好測試中相對於對照組的蔗糖偏好比的降低 。

三箱實驗(Three-chamber Test)

三箱實驗(Three-chamber Test)

三箱實驗原理是基於小鼠對新物件具有探索傾向的特性 ,可通過小鼠在實驗第二階段的三箱各區域的活動水平來反映其社交行為 ,主要表現為社交能力 (social ability)和社交新穎 (social novelty) 。測試箱使用不透明的有機材料盒(60cm * 40cm * 22cm) ,用兩個透明隔板將裝置內部隔開 ,形成左 、中 、右三室(20cm * 40cm *22cm) ,每個隔板在底部中心有一個長方形開口(5cm * 7cm) 。圓柱形金屬絲籠(直徑8cm的鉛筆筒)用作無生命物體(object)或在筆筒中放置陌生小鼠 。將裝滿水的圓柱形瓶子放在金屬筆筒的頂部 ,以防止測試小鼠爬到筆筒的頂部或移動筆筒位置 。箱子上方有視頻錄像裝置 。

此實驗可以分為三部分 :第一部分為適應階段;第二部分為實驗階段一 ,社會歸屬和動機;第三部分為實驗階段二 ,新奇探索和記憶 。每個部分完成後均需用75%酒精擦拭裝置 ,避免交叉感染 。

適應階段 :在第一個10min的測試中 ,將測試小鼠放置在三箱單元的中心 ,其中兩個空的筆筒位於左室和右室中 。允許小鼠自由探索每個腔室 ,並記錄小鼠在每個腔室中累計的時間 。

階段一 :左右箱體內各放置一個相同材質的金屬網籠 ,左邊的金屬籠內放置一隻從未接觸過測試小鼠且年齡和性別匹配的同種屬小鼠 ,保證該小鼠實驗前跟實驗鼠分開飼養 ,沒有接觸過 ,命名為stranger1 ,另一個金屬籠為空(object) 。將中間箱子的門打開 ,實驗小鼠放入中間箱子的中央 ,釋放小鼠的同時點擊視頻錄製 。此部分測試10min ,記錄小鼠在每個腔室中累計的時間 。

階段二 :左右箱體內各放置一個相同材質的金屬網籠 ,左邊仍舊放置之前的stranger 1 ,右邊空置的網籠放入另外一隻從未接觸過測試小鼠且年齡和性別匹配的同種屬小鼠stranger 2 。視頻記錄實驗鼠在三個箱子內探索的時間 ,共測試10min 。

實驗過程中保證左右兩邊金屬籠內小鼠能持久停留 ,無法逃跑或拖動金屬籠 。實驗結束後 ,分別計算實驗鼠在各階段在左右箱子內所在時長 。研究實驗鼠對同類小鼠和無生命體的偏愛程度 ,以及實驗鼠對熟悉小鼠和陌生小鼠的偏愛程度 ,以判斷實驗鼠的社會歸屬性和記憶能力 。

新事物識別(Novel Object Recognition ,NOR)

新事物識別(Novel Object Recognition ,NOR)

新事物識別實驗是一種利用嚙齒類動物天生喜歡接近和探索新奇物體的本能來檢測動物認知能力 。實驗測試箱為40 cm* 40cm *40 cm無頂箱子 ,8cm高 ,3.2cm寬樂高積木兩個 ,裝滿沙子的底面積為25cm2細胞培養瓶兩個 。提前2天將小鼠的作息顛倒 。實驗分為三個階段 ,分三天進行 :適應階段 ,熟悉階段和測試階段 。

Day 1適應階段 :將小鼠放在空箱中 ,頭朝離實驗者最近的一面 ,讓其自由運動5分鐘 。實驗結束後取出小鼠放回原來的籠子 ,用75%酒精清潔空箱 ,去除殘留的氣味 ,等待或加速酒精揮發後進行下一隻小鼠的適應 。

Day 2熟悉階段 :24h後將兩個相同的物體固定在距兩箱壁各5cm處 。相同的物體(樂高積木或裝有沙子的細胞培養瓶)已提前在不同的小鼠和不同組別中進行隨機化 。隨後將小鼠放入空箱中 ,頭朝兩個相同物體相反的方向 ,讓其在箱中自由運動 。用秒表計時小鼠分別在兩個物體上的探索時間 ,如果總探索時間達到20s或者實驗時間達到10min ,停止實驗並記錄此過程花費的時間 。k8凯发国际選擇在小鼠嗅探物體或在觀察物體同時欲觸摸物體時(當鼻子與物體之間的距離小於2cm時)對物體探測進行計時 。爬上物體(除非小鼠嗅探它攀爬的物體)或咬物體不符合探索條件不計入探索時間 。實驗結束後取出小鼠 ,用75%酒精清潔空箱和物體 ,去除殘留的氣味 ,乾燥後進行下一隻小鼠的實驗 。

Day 3實驗階段 :每隻小鼠標準時間小於10min ,24h後 ,與熟悉階段相似 ,將相同物體的一個換成另一個物體 。新物體的位置(左或右)在不同小鼠和不同測試組中隨機 。用秒表計時小鼠分別在兩個物體上的探索時間 ,如果總探索時間達到20s或者實驗時間達到10min需停止實驗並記錄此過程花費的時間 。

實驗後將小鼠和物體相繼移出 ,並清潔物體與箱體 ,將數據錄入 ,觀察數據有無離群值 。記錄的時間以秒為單位 。評價小鼠的精神認知記憶使用指標為Discrimination Ratio (DR)公式如下 :

 

其中 ,TN ,TF分別為小鼠探索新物體和探索熟悉物體的時間 ,對於熟悉階段 ,各組小鼠對左右兩物體的探索時間不應該有統計學差異 。

強迫游泳實驗(Forced swimming test)

強迫游泳實驗(Forced swimming test)

強迫游泳實驗原理主要是讓小鼠被迫在一個局限且無法逃脫的空間游泳 ,由於嚙齒類動物先天對水厭惡 ,它們在水中會拚命掙扎遊動 ,並試圖逃離水環境 ,一段時間後 ,發現逃離無望時動物停止掙扎表現出「行為絕望」狀態(漂浮不動狀態) 。小鼠強迫游泳實驗以游泳的不動時間為主要指標檢測動物的絕望行為 ,是抗抑鬱藥物初篩以及檢測模型動物是否出現抑鬱行為的常用檢測實驗 。強迫游泳的測試缸為透明圓柱形(直徑15cm ,高30cm) ,測試之前 ,向缸內加入高15cm的水 ,水溫保持在23-25℃ ,將實驗小鼠放入測試缸內 ,視頻記錄6min ,記錄後面4min小鼠不動的時間 。

懸尾實驗(Tail suspension test)

懸尾實驗(Tail suspension test)

懸尾實驗是一種經典而又能快速評價抗抑鬱藥物 、興奮藥物 、鎮靜藥物藥效的方法 。其原理是利用小鼠懸尾後企圖逃脫但又無法逃脫 ,從而放棄掙扎 ,進入特有的抑鬱不動狀態 ,實驗過程中記錄動物不動時間來反映抑鬱狀態 ,抗抑鬱藥物 、興奮藥物能明顯地縮短改變其狀態 。將小鼠懸吊在離工作枱20-25cm的地方 ,用膠帶將小鼠的尾部分後1/3固定在支架上 ,小鼠只有在被動地完全靜止的情況下才被認為是不動的 ,在6min的時間內 ,靜止時間由一個對研究背景不了解的實驗人員記錄 。

水迷宮實驗(Morris water maze)

水迷宮實驗(Morris water maze)

水迷宮實驗是一種利用動物厭水天性 ,迫使動物尋找水中隱藏可站立平台的實驗 。並通過對小鼠尋找平台所花費的時間進行統計分析 ,判斷動物對於空間位置和方向的記憶能力 。在圓形水池(直徑120cm )中放置一個逃生平台(直徑10cm ) 。水池注入水並用染料將水進行染色 ,水溫保持在 23±1℃ ,水迷宮東西南北方向自定義 ,一般定義為S在實驗者方向 ,N在實驗者相反的方向 ,E在右邊 ,W在左邊 ,這樣迷宮就分為4個象限 ,平台位於其中一個象限的中間 。實驗的平台可放在一個象限中進行所有的實驗 ,或者平台在每一個象限中測試1/4的動物 ,後一種方法抵消了可能的象限效應 。一名實驗人員可以使用8種不同的平台位置 。無論選擇哪個象限 ,平台通常位於中心和牆壁的中間位置 ,儘管有時也會使用其他安排 。為了防止形成起始位置與目標平台的產生長短距離 ,一般起始位置的選擇不應選擇平台所在的象限起始位置 ,例如目標是SE ,起始位置可選N 、W 、NE 、SW 。

獲得性訓練 :將小鼠頭朝池壁放入水中 ,放入位置隨機取東(E) 、西(W) 、南(S) 、北(N)四個起始位置之一 。記錄動物找到水下平台的時間 。在前幾次訓練中 ,如果這個時間超過60s ,則引導動物到平台或直接將動物放在平台上 ,讓動物在平台上停留15s 。每隻動物每天訓練4次 ,實驗之間的間隔10-15s到5-15min都可以 ,訓練5天(如table 1 ,獲得性訓練的平台在SW ,逆轉訓練的平台在NE) ,連續訓練至小鼠找到平台的時間低於15s 。

探查訓練 :最後一次獲得性訓練結束後的第二天 ,將平台撤除 ,開始60s的探查訓練 。將動物由原先平台象限的對側放入水中 。記錄動物在目標象限(原先放置平台的象限)所花的時間和進入該象限的次數 ,以此作為空間記憶的檢測指標 。

逆轉訓練 :測定動物的工作記憶(working memory) 。探查訓練結束後的第二天 ,開始逆轉訓練 。將平台放在原先平台所在象限的相反象限 ,方法與獲得性訓練相同 。每天訓練4次 。每次記錄找到平台的時間和游泳距離以及游泳速度 。 

逆轉探查訓練 :最後一次逆轉訓練的第二天進行 ,方法與上述探查訓練類似;記錄動物60s內動物在目標象限(平台第二次所在區)所花時間和進入該區的次數 。學習和記憶能力評估 :記錄測試小鼠在每個象限中花費的時間百分比 、在訓練過的平台位置上經過的次數 、在未訓練的象限中的相應區域中花費的時間和游泳速度 。通過記錄測試小鼠在每個象限中花費的時間 、在訓練的平台位置上的經過次數和在未訓練的象限中的類似位置所花費的時間進行比較來評估探索試驗中測試小鼠的學習和記憶能力 。

前脈衝抑制實驗(Prepulse Inhibition ,PPI)

前脈衝抑制實驗(Prepulse Inhibition ,PPI)

前脈衝抑制實驗是一種感覺運動門控的測量方法 ,中樞神經系統天然具有過濾和篩選信息的能力 ,以保證思維的連貫性 ,這個機制稱為感覺運動門控 。精神分裂症具有感覺運動門控失調或前脈衝抑制缺失的現象 ,PPI被認為是建立精神分裂症動物模型一個重要的基礎 。PPI是指在一個較強的驚跳刺激之前約30-500毫秒(ms)預先給予一個較弱的刺激可以抑制對驚跳刺激的反應程度 。本研究中PPI的檢測使用SR-LAB驚跳反射檢測系統(San Diego Instruments ,San Diego, CA) 。PPI實驗共42個測試(trials) :包括6個驚跳測試(Pulse-alone ,120dB) ,前脈衝刺激和驚跳強刺激聯合測試(Prepulse+Pulse ,74-120dB ,78-120dB , 82-120dB ,86-120dB , 90-120dB)各6個 ,6個無刺激測試(70dB) 。在實驗之前 ,將每隻小鼠在背景白噪聲(背景噪聲70 dB ,此強度下的噪聲可以較好地掩蓋實驗室環境噪聲)下適應有機玻璃圓柱體5min 。隨後是42個測試以隨機順序出現 ,平均間隔為15s 。測試共有7種類型 :測試1(120dB) ,持續40ms;測試2-6(5種前脈衝強度分別為74dB ,78dB , 82dB ,86dB, ,90dB ,前脈衝持續20ms ,然後是100ms的間隔 ,再出現120dB驚跳強刺激 ,持續時間40ms);測試7 ,70 dB背景噪聲;7類測試均出現6次 。記錄驚嚇反應65ms ,從驚嚇刺激開始每隔1ms測量一次 。在65ms採樣窗口內記錄的最大驚嚇幅度(mV_Max)作因變量 。由每個前預脈衝強度引起的PPI的百分比(PPI%)計算為[1-(平均Prepulse+Pulse的反應幅度)/(平均Pulse-alone的反應幅度)]×100% 。

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